自组装材料形成的图形可能在光学系统中有用欧洲杯足球竞彩

嵌段共聚物是自组装材料,能够形成广泛的规则和可预测的模式。欧洲杯足球竞彩现在,根据麻省理工学院研究人员们,这些材料可以发展成更复杂的欧洲杯足球竞彩模式,这可能为材料设计的新领域铺平道路。

扫描电子显微镜图像的晶体结构的嵌段共聚物材料,说明他们不寻常的准晶体对称性。具有不同对称性的区域用不同的颜色突出显示,不同图案的例子,类似于一些古代瓷砖图案,在附图中显示。(图片来源:麻省理工学院)

最新的发现已在该杂志上发表自然通讯麻省理工学院博士后丁毅(Yi Ding)在一篇论文中写道;Alfredo Alexander-Katz和Caroline Ross,材料科学与工程教授;欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球和三个人。

从某种意义上说,这是个偶然的发现。每个人都认为这是不可能的。

Alfredo Alexander-Katz,麻省理工学院材料科学与工程系教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

Alexander-Katz描述了该小组发现的一种现象,这种现象使聚合物能够以偏离正常对称阵列的模式自组装。

这些自组装嵌段共聚物的链状分子最初是无序的,然后突然组织成周期性结构。

早些时候,科学家们发现,当基底上产生柱子或线条的重复图案时,接着在该表面形成嵌段共聚物的薄膜,那么来自该基底的图案就会在自组装材料中复制。然而,这种技术只能创建简单的模式,例如,线或点的网格。

此外,在最新的技术中有两种不同的、不匹配的模式。一种是蚀刻在基板材料上的一组线或桩,另一种是自组装嵌段共聚物产生的固有图案。

例如,基底可以包含由共聚物本身形成的矩形图案和六边形网格。因此,可以预见得到的嵌段共聚物的排列是无序的;然而,这并不是研究人员的发现。相反,“它正在形成一些更加意想不到和复杂的东西,”罗斯说。

出现了一种微妙而复杂的有序连锁区域,它创造了规则但有点不同的图案,类似于准晶体。这种晶体不一定像普通晶体那样重复。在这里,图案肯定是重复的,但比普通晶体的长度更长。”我们正在利用分子过程在表面创造这些图案Ross补充道。

根据研究人员的说法,这些发现为为光学设备或“电浆子设备”创造具有定制特性的设备提供了新的机会,在这些设备中,电子和电磁辐射之间以精确调谐的方式发生共振。这类设备需要高度精确的对称和纳米尺度的图案定位,这是可以通过最新技术实现的。

凯瑟琳·米兹拉希·罗德里格斯(Katherine Mizrahi Rodriguez)作为一名本科生参与了最新的项目,她说,许多嵌段共聚物样品都是在扫描电子显微镜下制备和检查的。丁毅,他在他的博士论文中对此进行了研究,开始一遍又一遍地寻找是否有什么有趣的规律,”她补充说这就是所有这些新发现的进化过程”。

随之而来的是奇怪的模式这是由于聚合物想要形成的模式和模板之间的失败,”Alexander-Katz解释道。他补充说,正是这种挫折感导致了原有的对称被打破,并导致了内部具有各种不同对称的新次区域的发展。

这就是自然的解决方法。试着去适应这两种模式之间的关系,就会出现第三种打破这两种模式的东西

Alfredo Alexander-Katz,麻省理工学院材料科学与工程系教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

研究小组将最新的模式描述为“超晶格”。在产生这些创新结构之后,研究人员随后开发了模型来描述这个过程。

模拟工作表明,涌现模式实际上是热力学稳定的,并揭示了新模式形成的条件

Karim Gadelrab,麻省理工学院材料科学与工程系的合著者和博士欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

丁补充说,“我们完全从热力学的角度来理解这个系统,“以及自组装技术”使我们能够创造精细的图案,并获得一些新的对称,否则很难制造”。

根据他的说法,这消除了有关电浆子和光学材料设计的某些普遍限制,因此“欧洲杯足球竞彩创建一个新路径“在材料设计领域。欧洲杯足球竞彩

迄今为止,研究人员所做的工作仅限于2D表面;然而,在正在进行的研究中,他们计划将这一过程也应用于3D表面,罗斯说。”三维制造将改变游戏规则,”她补充说。

她进一步指出,目前用于微器件的制造方法是一层一层地构建它们,但是“如果你能在3D中构建完整的物体这可能会使这个过程相对更有效率。

这样的结果”开辟了新的途径,以生成具有仅从共聚物无法实现的对称性的纳米制造模板马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts, Amherst)的聚合物科学与工程西尔维奥·o·孔特(Silvio O. Conte欧洲杯线上买球)杰出教授托马斯·p·罗素(Thomas P. Russell)说。他没有参与这项研究。他补充说:打开了探索一个大的参数空间的可能性,以揭示其他的对称性比手稿中讨论的”。

罗素总结道:这工作质量最高,并补充道:理论和实验的结合是非常有力的,从文章中可以看出,两者之间的一致性非常好”。

美国能源部普通科学办公室资助了这项研究。欧洲杯线上买球研究生黄河津也是该团队的一员。

来源:http://www.mit.edu/

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